论公路桥梁施工顶进桥涵的技术

　　摘要：笔者结合在公路项目施工的经验，主要对在一级以下道路或城市道路的改建和新建项目中，常遇到问题及施工的安全方面进行了论述。

　　关键词：公路桥梁;桥涵;施工措施

　　Abstract: The author, in the road of the construction of the project experience, is mainly in the following way to level or urban road reconstruction and new projects, often encountering problems and construction safety aspects.

　　Key Words: Highway bridge; Bridge; Construction measures

　　中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

　　公路下穿铁路桥梁工程，为了不中断列车的运营，需采用顶进法施工。便梁是用于加固线路，使线路轨道结构保持正常的几何形位，确保铁路线路正常运营而架设的临时结构，相当于一种桥梁结构。常常用于既有线上的桥涵顶进和路基病害整治施工中。本次施工由于采取了纵横梁加固线路以及上述几项措施，使得桥体在顶进中和顶进后的方向和高程均符合规范要求，有力地保证了既有线行车和施工安全。

　　1 工程概况

　　某国道下穿邯济铁路立交桥项目，为8.62+17.23+8.62m 三孔钢筋混凝土斜框架结构，净跨为8.0+16.0+8.0m，净高快车道为5.20m，慢车道为3.5m。框架主体结构全高7.9m，边中墙厚0.9m，顶、底板厚均为1.1m，框构外沿底宽38.07m，公路与铁路均为直线，交叉法向角21.73°。铁路荷载采用中-活荷载，公路荷载采用公路-Ⅰ级。该项目跨径大、斜度大，施工难度较大，我们采取了纵横梁加固法进行顶推作业，取得了满意的效果。

　　2 施工技术与控制要求

　　2.1 后背及滑板工程

　　箱涵顶进中可选用钢板桩后背和钢轨桩，本工程采用单排钢轨桩，钢轨后横向满排双层枕木钢轨前为C30钢筋混凝土，以增加整体性.后背填土采用石灰土，机械夯实.滑板又称工作坑底板.本工成中由于地质情况较差，基底采取换填50cm 砂夹碎石后，滑板按20cm 考虑，

　　板内不设钢筋.滑板顺顶进方向设置排水边沟及集水井，保证基坑排水.为增加板底底面的抗滑力，加设地锚梁.滑板浇注完毕后在其上设置润滑层:将石蜡和机油按一定比例加热后，均匀撒至滑板顶面。石蜡上铺设塑料薄膜，薄膜接茬不小于20cm，顺顶进方向。为了避免滑板上焊接钢筋烧伤薄膜，在薄膜上抹一层2cm 厚的砂浆保护层.滑板的高程控制在±5mm 以内，以利于线路加固。

　　2.2 线路加固

　　2.2.1 线路架空检算

　　计算荷载为自重及包括冲击力在内的现行机车控制情况换算成匀布荷载，风力按80kg/m2 计，列车限速45km/h，其容许最大跨度由强度和挠度条件决定.挠度允许应[δ]=1700kg/cm2，最大允许挠度f≤L/400，支座支承应力20～24kg/m2。

　　本工程按下式进行检算：

　　截面检算(分别检算跨中及端部)挠曲应力：δ=ΣM/W<[δ]=1700kg/cm2

　　最大剪应力：τ=1.5ΣV/hd<0.75[δ]=1275kg/cm2

　　支承应力检算(顶紧)

　　δ=N/bd≤1.5[δ]=2550kg/cm2

　　挠度检算

　　f=5KLp4/384EJn≤L/400

　　式中，ΣM 为总力矩;ΣV 为总剪力;W 为截面模量;J 为截面惯性矩;h 为工字钢梁高;d 为工字钢腹板厚;b 为工字钢梁束支承宽;n 为工字钢根数;N 为支点反力。经检算采用I100 工字钢作为纵梁，两根I40 工字钢为一组为横梁，可满足施工要求。

　　2.2.2 施工前准备

　　在线路两侧制作钢筋混凝土支撑桩，直径1.5m，采用人工挖孔，支撑桩位置根据纵梁长度及加固线路长度确定，距线路距离不得超限，桩长根据计算确定。线路架空前先按75cm 间距抽换成钢筋混凝土桥枕，边方枕木边穿横梁，每2.5m 增加一根拉杆以控制轨距，同时安装护轮轨。为加强架空设备的整体稳定性，在I100 工字梁两端部分别增设一辅助枕木跺，尺寸不小于2.5m×2.5m×0.6m.在I100 工字梁与轨腰之间间隔2m 设置一道木支撑，支撑截面不小于10cm×10cm，用来防止线路位移。

　　3 线路加固

　　线路加固的范围应不小于框构外轮廓宽度和框架两端加固长度之和，框构两端的加固长度按照框构底向外不小于1∶1 坡率计算。根据现场及架空设备情况，线路采用纵横梁相结合的办法进行线路架空，纵梁采用两组15.75m+15.75m+15.75m+15.75m I100 工字梁，架空长度63m ;横梁采用I40 工字钢，单根长12m 或12+6m，每组两片，间距按照75cm 均匀布置，用准20U 型螺栓和∠75×75×10 角铁连接成一体;辅助纵梁采用一组5.75m+15.75m+15.75m

　　I100 工字梁进行拼接。横抬梁垂直穿越铁路线用准22U型螺栓与纵梁连接，同辅助纵梁采用准22U 型螺栓和∠100×100×10 角铁连接。在预制箱桥一侧预留较长部分，保证北侧支撑桩拆除后横梁能够支撑在箱桥上(见图1)。

　　图1 线路加固

　　3.1 箱涵顶进

　　3.1.1 顶力计算

　　依铁路桥梁设计规范[3]，列式：P=K{N1f1+(N1+N2)f2+2Ef3+RA}式中，P 为最大顶力;N1f 为桥涵顶上荷重(包括线路加固材料重)，t;f1 为桥涵顶与顶上荷重的摩擦系数按涂石蜡考虑f1=0.3;N2 为桥涵自重，t;f2 为桥涵底板与系数取摩擦基底土的f1=0.8;E 为桥涵两侧土压力，t;f3 为侧面摩擦系数取f3=0.8;R 为钢刃角正面阻力按砂粘土考虑R=55t/m2;A 为钢刃角正面积，m2;K 为系数K=1.2。通过上式计最大顶力为4674t，根据以往施工经验，按照320t 千斤顶，22 台进行配顶，同时准备两台320t千斤顶备用。

　　3.1.2 顶进设备安装及调试

　　顶进设备安装前，对液压系统、传力设备的各种设备检测，坚决取缔没有检测合格的设备进入施工场地，避免在顶进过程中设备出现机械故障。

　　3.1.3 试顶与顶进

　　试顶顶力按自重的0.4～0.8 倍组织实施，试顶时慢慢增加顶力，每升一定顶力后，稳定几分钟，对设备滑板、后背、框架进行检查，在一切正常的情况下正式顶进。若出现问题，应停止顶进，并检查、分析问题，当箱桥前刃脚接入路基边坡时，开始挖土，利用列车间

　　隙进行顶进作业。

　　3.1.4 挖土与运土

　　由于在既有线下施工，为确保即有线行车安全，本工程顶进时采用小型机械人工配合挖土，汽车运土。按千斤顶顶程的大小进行挖掘，禁止超挖，当列车通过时或顶进设备有故障时，停止挖土。

　　4 结束语

　　纵横梁加固线路，线路安全稳定性大大提高，列车限速由一般加固的25km/h 提高至45km/h。可以提高列车通过能力，减少对运输的干扰，对施工安全也有很好的保障。而且，施工工期较其他加固形式可缩短一半，实践证明，在既有线平改立工程项目施工中，为了最大限度减少施工对运输的干扰，确保列车正常运营，对于单孔孔径大于2.5m 的立交涵，采用便梁加固线路可以大大提高列车运行的安全系数。